黄淮海平原耕地变化及对粮食生产格局变化的影响

研究区域耕地资源时空变化特征及其对粮食生产格局变化的影响是保障区域粮食安全的重要基础。该研究采用耕地变化强度模型、分异指数模型、粮食生产空间转移模型等方法,分析黄淮海平原2000-2008年间耕地资源数量、质量时空变化及其对粮食生产格局变化的影响。结果表明,2000-2008年黄淮海平原耕地数量净减少38.49万hm2,形成北京-保定-石家庄-邯郸-新乡-郑州和天津-沧州-济南-济宁-徐州-连云港2条耕地锐减廊道,造成粮播面积净损失46.45万hm2,而耕地质量降低则造成粮食产量净损失270.37万t。粮食播种面积和高等地的增加主导海河平原东、东南部和黄淮平原东、南部县域粮食生产能力增强,而粮食播种面积减少和低等地补充大量被占用的高、中等地则主导海河平原西、北部和黄淮平原东北、西北部县域粮食生产能力退化,为黄淮海平原粮食安全政策制定和土地利用规划提供重要依据。     

内蒙古耕地资源变化过程与粮食生产安全问题研究

内蒙古自治区地域辽阔，水热等基本条件相差悬殊，土地资源分异非常显著，耕地资源也表现出较明显的地域差异。本文利用内蒙古自治区50多年的统计数据和近9年的土地利用变更调查数据，分析了内蒙古自治区耕地面积、人均耕地面积变化过程，耕地面积变化过程的地域差异及耕地面积变化与粮食产量的关系。结果表明，内蒙古人均粮食产量的变化趋势随人均耕地的增减有较大起伏，两者的变化基本同步，并随社会经济的发展和人口的不断增加，人均耕地面积有减少的趋势，故从粮食生产安全角度考虑，保护耕地成为粮食生产安全的根本保障。基于此，从珍惜和保护好现有耕地，大力改善农业基础设施建设、特别是水利工程建设，严格控制非农业建设侵占耕地，切实保护耕地资源，加强基本农田的行政管理和社会监督及建立耕地利用考核体系，缩减土地征用利益空间等方面提出了耕地保护与保障粮食生产安全的对策。     

农牧交错带耕地数量变化对粮食产量影响的时空关联性——以内蒙古乌兰察布市为例

[目的]分析耕地变化和粮食生产的时空动态特征及其相互关联性,为研究区耕地集约利用水平的提高与粮食产量的增加提供科学依据。[方法]利用遥感解译获取的土地利用变化数据和粮食产量等统计数据,采用地理学和经济学理论、技术与方法,分析区域耕地与粮食产量的时空动态格局,构建"粮耕弹性系数"反映农牧交错区耕地资源变化与粮食生产的互动关系,揭示耕地数量变化对粮食产量的影响机理。[结果](1)1990—2000年耕地扩张明显,研究区中部、北部增加而东部减少。粮食产量逐渐上升,四子王旗粮食产量对耕地面积具有高敏感度,其它地区粮食产量对耕地数量变化的敏感度较低。(2)2000—2013年,耕地总量明显减少,耕地利用变化主要发生在研究区中部和南部,粮食产量出现先减少后增加的趋势,乌兰察布市东部和西部地区粮食综合生产能力明显提高,粮食产量对耕地数量变化的敏感度变低。[结论]1990—2013年乌兰察布市耕地数量变化对乌兰察布市粮食产量的影响显著。全市粮食产量对耕地数量变化的敏感度有着明显的区域差异,且2000—2013年的敏感度相对1990—2000年而言较低。     

大都市区农户耕地利用及对粮食生产能力的影响

该文选取北京市为例,以1980～2005年农产品成本收益数据和相关农业统计数据为基础资料,基于新古典经济学和农户经济学对大都市区农户耕地利用进行解释,并探讨其对耕地粮食生产能力的影响.研究表明,大都市区农户耕地利用行为特征为更多选择种植蔬菜、西瓜等集约边际较高的作物,部分农户也会选择粗放利用方式.其耕地利用变化表现为北京市1980年以来粮食作物播种面积先增加后大幅减少,且集约度相对较低.而农户的土地利用目标呈现阶段性变化,从追求粮食产量最大化到粮食产量和利润最优化的双重目标再到更多地关注耕地效益,追求利润最大化,农户粮食作物的选择意愿先增高后降低,这对耕地实际粮食生产能力影响很大.引入粮食单产变动指数对1978～2005年北京市各区县耕地粮食生产能力变化分析,呈现同样阶段性变化.     

黑龙江省粮食生产与耕地利用耦合分析

为较好地分析黑龙江省粮食—耕地耦合系统的动态变化特征及未来发展趋势,在构建黑龙江省粮食生产与耕地利用指标体系的基础上,采用主成分分析法和耦合模型对研究区1980-2010年粮食生产与耕地利用两系统的发展过程及耦合态势进行分析.结果表明:(1)研究期间黑龙江省两系统走势相近且呈上升趋势;(2)耕地利用系统演化速度在1980-1990年大于粮食生产系统演化速度,而1990-2010年则恰好相反;(3)两系统的耦合态势表现为先由协调演化为不协调,再向协调方向发展.今后在深入挖掘耕地资源潜力和有效提高粮食生产能力的同时,应积极有效地促进耕地与粮食两系统的协调发展.     

基于GlobeLand30数据的中国耕地与粮食生产的时空变化分析

21世纪初期,中国耕地与粮食产量变化区域差异明显,为了解21世纪初期中国耕地与粮食生产的时空变化及粮食生产对耕地面积变化的响应,该文利用2000年和2010年两期30 m分辨率的全球地表覆盖数据(Globe Land30),借助统计分析手段对2000-2010年中国耕地和粮食生产的时空变化和粮食生产对耕地面积的依赖程度进行分析。结果表明:1)中国耕地主要分布在东部地区,研究时段内,耕地与林地、草地和人工表面之间的转换最多,耕地变化的特点是"西增东减,总量减少",面积净减少了104.03万hm2,年均减少10.4万hm2。2)中国的粮食生产主要集中在东北、华北和南方地区。粮食产量变化的特点是"北增南减,总量增加"。3)中国耕地分布的集中程度会影响粮食生产的集中程度,且粮食生产分布的集中程度普遍高于耕地。中国耕地分布重心和粮食生产分布重心的移动方向相反,耕地面积的分布表现出了"南退西移"的趋势,粮食生产的重心则是"北上东移",中国的粮食生产格局已转变为"北粮南调"。4)全国有32.24%县(市)的粮食生产都表现出了对耕地数量的依赖,主要分布在东北、华北、西部、长城沿线、西南和东南沿海地区。中国耕地保护政策的制定和粮食生产的可持续发展应该遵循因地制宜的原则,在粮食生产对耕地变化敏感性高的地区,应该加强对耕地数量、质量的保护和农户种粮积极性的提高,更要重视不敏感地区耕地地力的保护和单产水平的提高,以保障中国的粮食安全。     

基于GIS/RS的县级土地利用动态变化研究

以巴彦县1991年矢量格式的土地详查数据库和2006年SPOT5卫星数据为信息源,运用MAPGIS作为数据处理工具,对巴彦县1991-2006年的土地利用变化进行分析.研究结果表明:1991-2006年巴彦县土地利用总体上呈现耕地、水域和建设用地增加,林地、草地和未利用地减少,并且土地利用结构呈单一化发展趋势;从土地利用程度分析,其土地利用整体处于发展期.     

中国土地整治新增耕地时空变化及其分析

土地整治是生态文明建设的重要手段,研究中国土地整治时空变化及未来发展方向,对发挥土地整治在生态建设中的作用具有重要意义。通过对中国土地整理、开发、复垦新增耕地面积的时空变化进行分析,表明,2001-2008年土地整理、开发、复垦新增耕地分别占土地整治新增耕地的21.8%、63.2%和15.0%;土地整理新增耕地主要分布在东部区域,土地开发新增耕地以西部和东部地区为主,土地复垦新增耕地在区域与年际方面变异性较大,没有明显的规律性;2001-2011年土地整理新增耕地面积加权重心逐渐向中国西部移动,2010-2011年与2001-2006和2007-2009年相比,向西移动的距离为769.59和603.44 km;土地开发新增耕地面积加权重心在2001-2006年位于中国地理重心的北部和西部,且有从西部往北部移动的趋势,2007-2011年呈从东部往西部移动的趋势;土地复垦新增耕地面积加权重心移动的方向存在不确定性。基于以上分析,认为:在中国进行生态建设和耕地面积基本稳定的背景下,应通过土地整治规划,减少土地开发项目,并在区域间合理布局土地开发项目,防止土地开发新增耕地面积加权重心向西部移动;土地整治应以土地整理提高耕地质量、建设优质农田为主;充分发挥土地复垦对局地的生态修复及建设作用。     

退耕还林(草)背景下黄土高塬沟壑区长武县粮食潜力及安全分析

鉴于黄土高塬沟壑区退耕还林(草)工程和林果业迅速发展所带来的粮食-人口-资源矛盾问题,收集农业气象、耕地等数据,基于GIS技术,采用机制法分析了退耕还林(草)工程实施前后的1993年和2009年黄土高塬沟壑区长武县粮食潜力和安全问题,明确了气候要素限制下长武县各层次粮食生产潜力及开发程度。长武县1993年到2009年可实现粮食潜力总量下降了7.8%,而实际粮食生产总量增产了4.0%,潜力实现率由61.58%增至68.59%。17a间,主要粮食作物播种面积减少了27.8%,单产平均提高44.1%,而人口增长了12.5%,人均播种面积下降了35.9%,人均粮食产量由320.1kg减少至296.0kg,下降了7.5%。温度和土地有效系数的提高是促进可实现粮食潜力增加的主要因素,耕地减少是限制粮食增幅的直接原因,单产提高是促进增产的主要因素。耕地减少、人口增加是该区粮食安全的核心问题,粮食单产的提高是维持该区粮食安全稳定的保障。针对该区粮食安全问题的严峻性,提出必须以全面提高粮食单产为目标,科学增加辅助能量投入,推进基本农田建设,大力推广耕地保育技术和持续高效现代农业。     

近25年临汾市耕地资源与粮食安全动态分析

利用耕地、人口和粮食统计数据,采用耕地相对变化率和敏感度分析模型,研究了山西省临汾市近25a县域尺度耕地资源时空变化规律和粮食安全趋势。结果表明:(1)耕地总面积呈增加趋势,而人均耕地面积却呈减少趋势;(2)耕地资源空间变化差异明显,东西部山区相对变化较大,而中部平原区相对变化较小。东西部山区耕地资源对粮食产量的敏感度高,而中部平原区由于科技水平提高,单产增加,耕地面积对粮食产量变化不敏感。人口数量和粮食总产量持续增加,而人均粮食占有量减少,劳动力资源对粮食产量和耕地面积影响很大。保障粮食安全的主要措施是保护基本农田、提高耕地质量和科技水平等。     

东北粮食主产区县域耕地产能核算及其影响因子分析

为科学确定粮食主产区耕地产能大小,阐明各种因子对产能影响的作用强度及方向,该文以东北粮食主产区典型粮食大县巴彦县为研究区,采用潜力衰减法核算耕地产能大小,揭示其空间分异特征,运用遗传算法对神经网络模型进行修正和改进的因子降维法、通径分析和回归分析法,分析主要因子单一作用和因子间协同作用对耕地产能影响的作用强度及方向。结果表明：1）以玉米为基准作物,2009年研究区耕地理论单产、可实现单产和实际单产分别为2.33、1.58和1.08 kg/m2;理论产能、可实现产能和实际产能分别为547、372和254万t;理论利用潜力和可实现利用潜力分别为0.74和0.50 kg/m2;理论利用强度和可实现利用强度均为0.68;在空间分布上耕地理论单产、可实现单产及实际单产呈现出由西南向东北逐渐降低的分布特征,理论产能、可实现产能及实际产能呈现出由西北向东南逐渐降低的分布特征。2）差值植被指数、地貌类型、坡度、黑土层厚度、有机质、机械化程度、灌溉潜力7个主要因子的单一作用对耕地产能影响很大,其中机械化程度作用强度最大,黑土层厚度最小,除坡度对耕地产能有负向作用外,其他6个因子对研究区耕地产能有正向作用;主要因子间协同作用对研究区耕地产能的影响较大,其他主要因子与地貌类型的协同作用对耕地产能影响强度最大,方向为正;其他因子与主要因子形成的5组相关因子间协同作用对研究区耕地产能的影响同样也不容忽视,化肥施用量等因子与机械化程度协同作用对耕地产能的影响强度最大,方向为正。研究表明,主要因子的单一作用和因子间协同作用对研究区耕地产能具有重要影响。     

关中地区耕地显性与隐性非粮化的时空变化及对粮食产量的影响

确保粮食安全是中国治国理政的头等大事,当前耕地非粮化对粮食生产产生严重影响。该研究以关中地区为例,研究耕地显性非粮化、隐性非粮化的时空变化及对粮食产量的影响。结果表明,关中地区耕地显性、隐性非粮化程度在加剧。2000—2010年、2010—2020年显性非粮化面积占2010年、2020年耕地面积的比例分别为5.19%、29.10%,2000年、2010年、2020年隐性非粮化面积占当年耕地总面积的比例为51.69%、55.07%、66.69%。耕地显性、隐性非粮化导致的粮食损失量呈增加趋势,且隐性非粮化导致的粮食损失量远大于显性非粮化。2000—2010年、2010—2020年,显性非粮化导致的粮食损失量占2010年、2020年粮食产量的平均值为0.10、0.74。2000年、2010年、2020年隐性非粮化导致的粮食损失量与当年粮食产量的比值的平均值分别为1.37、1.16、1.95。基于此,在当前缺少耕地隐性非粮化有效治理措施的情况下,亟需进行耕地隐性非粮化治理政策措施的研究与制定。耕地隐性非粮化的根本原因是粮食种植的收益低,应当加大种粮补贴力度,通过补贴弥补粮食种植收益低的短板,以提高农民的粮食生产积极性。     

区域耕地粮食生产保障能力及其风险评价方法

区域耕地粮食生产保障能力是区域耕地对综合食物安全所需粮食的保障程度,受区域耕地资源和社会经济等方面的影响。科学评价区域耕地的粮食生产保障能力及其存在风险,对于解决综合食物安全问题起着关键性的作用。该文以区域耕地的粮食供给能力和粮食生产安全量预测为基础,建立了区域耕地粮食生产保障风险的评价方法,并以洞庭湖区为例开展了以县(市、区)为基本单元的实证研究。结果表明:洞庭湖区耕地资源对全国综合食物安全的保障情况较好,但部分县(市、区)的风险等级较高,且临湖区域的风险较相对远离洞庭湖区域的风险高,需要提高粮食生产水平并控制耕地非农化。该文所提出的区域耕地粮食生产保障能力及其风险评价方法为研究和评估不同区域粮食安全状况与耕地资源之间的相互关系提供参考。     

中国粮食生产发展特征及土地资源承载力空间格局现状

首先分析了1949－2008年中国粮食生产发展过程特点,随后以粮食为判据,基于人口与粮食关系,建立土地资源承载力模型和土地资源承载指数模型,从分县尺度对中国土地资源承载力空间格局现状进行了分析。结果表明： 1949－2008年中国粮食生产呈台阶式上升特征,且伴随周期性波动,具有明显的不稳定性;人口增幅小于粮食产量增幅,人均粮食占有量从建国初期的不足209 kg,增长至21世纪初期的400 kg,呈稳步提升态势;2007年我国分县土地资源承载力主要以人口超载、粮食短缺为主要特征。东北平原、华北平原、长江中下游、河西走廊、河套地区及四川盆地等主要粮食生产区表现为粮食盈余,而人口压力较大的东南沿海以及粮食生产水平较低的西北干旱半干旱地区则表现为人口超载。国家尺度上,中国粮食尚处于盈余状态,因此粮食短缺地区需通过贸易、调配来满足超载人口的粮食需求。东、中部城市密集地区人粮关系尤为紧张,随着城市化进程不断加快,这些地区人粮矛盾会进一步加剧,粮食贸易和调配趋势也会越来越明显。该研究可为国家粮食安全与区域可持续发展提供科学依据和决策支持。     

顾及尺度效应的矿粮复合区耕地非粮化空间异质性及其关联因素

深入研究耕地非粮化空间异质性及其关联因素，有助于科学管控耕地非粮化和有效保障粮食安全。该研究以矿粮复合区德兴市为例，从尺度效应和空间近邻效应出发，综合采用莫兰指数、最小二乘法、空间自相关等方法，借助空间自相关模型探讨了耕地非粮化在不同尺度下关联因素的变化情况。结果表明：1）矿粮复合区的耕地非粮化存在3种形式，整体非粮化分布呈现强空间自相关性和强空间异质性，多数尺度下呈现显著的空间溢出效应；2）矿粮复合区耕地非粮化空间异质性存在明显的尺度效应，依据情况可以划分为4个区块尺度等级；3）耕地非粮化关联因素在不同尺度上呈现的显著性不一致，小尺度等级下耕地非粮化回归结果的显著率为90.2%，拟合度平均值为0.236，优于其他尺度等级，集水区尺度优于行政村尺度；4）耕地非粮化的关联因素强弱程度也具有明显的尺度效应，在小尺度下最显著，主要因素的回归系数平均值均大于0.250，显著率达到92%。研究结果可为耕地非粮化管控和农业高质量发展提供依据。     

退耕还林还草背景下黄土高原粮食生产系统可持续性的时空演变

粮食生产系统的可持续性事关国家粮食安全目标的实现，探究退耕还林还草背景下粮食生产系统的可持续性对准确评估生态安全和粮食安全之间的关系具有重要意义。基于2000、2010和2018年黄土高原县域粮食生产相关数据，构建粮食生产系统可持续性综合测度指标体系，对黄土高原粮食生产系统的可持续性进行综合分析；通过分析典型生态修复工程"退耕还林还草"，阐明退耕对粮食生产系统可持续性的影响。结果表明：1）2018年黄土高原粮食生产系统的可持续性高于2000年，系统的可持续性在逐步增强；粮食生产系统可持续性由自然资源供给为主导，转变到以社会经济可持续发展为主导的阶段。2）2000-2010、2010-2018年间黄土高原粮食生产系统可持续性增长率分别达到31.03%和28.81%，因此，2000-2010年间是粮食生产系统可持续性大幅提升阶段。3）退耕背景下虽然耕地大幅减少（-33.48%），但平均海拔和坡度也呈下降趋势（分别下降了20.3 m和0.88°），土壤侵蚀模数由16.14 t/(hm2·a)降至9.34 t/(hm2·a)，产水量和粮食生产潜力则年均增长5.09 mm/(km2·a)、53.75 kg/hm2。4）退耕背景下粮食生产系统的可持续性显著提升，工程的实施对六个分区粮食生产系统的可持续性都呈正向的促进作用；其中，土石山区粮食生产系统的可持续性指数由0.14增长至0.17，其受退耕的影响最大。退耕还林还草工程对易造成水土流失和土地沙化的生态脆弱地区实行退耕，虽减少了粮食生产的物质基础，但通过改变其空间分布格局，对耕地质量、耕地平均海拔和高度均产生影响，由此使得土壤侵蚀模数下降、水源涵养能力提高，有效地改善了生态环境，显著提升了粮食生产系统的可持续性。整体而言，退耕还林还草提升了粮食生产系统的可持续性，生态安全对粮食安全存在着正向的促进作用。